III. TÍNH TỐN CƯỜNG HÓA LÁI
2. Xây dựng đặc tính cường hóa lái
Theo giáo trình thiết kế tính tốn ơ tơ thì đặc tính của cường hóa chỉ rõ sự đặc trưng của quá trình làm việc của bộ cường hóa hệ thống lái. Nó biểu thị mối quan hệ giữa lực mà người lái đặt lên vành tay lái PL và mơ men cản quay vịng của các bánh dẫn hướng Mc.
PL = 𝑀𝑐
𝑅.𝑖𝑤.𝑖𝑑.𝜂𝑡ℎ (N)
Qua đây ta thấy khi khơng có cường hóa lái thì lực đặt lên vành tay lái chỉ phụ thuộc vào mơ men cản quay vịng của các bánh xe dẫn hướng (vì R, 𝑖𝑤, id, ηth là những hằng số). Do đó đường đặc tính là những đường bậc nhất đi qua gốc tọa độ.Theo tính ở phần trước khi quay vịng ơ tơ tại chỗ mơ men cản quay vịng là lớn nhất, tọa độ xác định điểm này trên đường đặc tính là B [355; 1020]. Vậy đường đặc tính được xác định PL = f(Mc) sẽ đi qua gốc tọa độ và đi qua điểm B [355;1020]
Khi hệ thống lái được lắp cường hóa đường đặc tính của nó cũng biểu thị mối quan hệ giữa lực tác dụng lên vành tay lái và mơ men cản quay vịng của các bánh xe dẫn hướng Mc. Đây cũng là mối quan hệ bậc nhất.
Khi con trượt của van phân phối ở vị trí trung gian thì lực cường hóa quy dẫn lên vành tay lái Pc = 0 nên mô men cản quay vòng Mc = 0.
Do bộ cường hóa được thiết kế ở van phân phối có lị xo định tâm. Khi những va đập ở mặt đường truyền ngược lên vành tay lái nếu nằm trong giới hạn lực nén sơ bộ ban đầu của lị xo thì lực đó được truyền lên vành tay lái. Nếu như lực ngược đó mà vượt quá giới hạn đó thì lị xo sẽ được nén tiếp dẫn đến con trượt van phân phối bị lệch về một phía và bộ cường hóa bắt đầu làm việc. Cụ thể, để bộ cường hóa làm việc thì lực đặt lên vành tay lái phải lớn hơn 25 (N). Ở giai đoạn này đặc tính biểu thị sẽ trùng với đặc tính khi chưa có bộ cường hóa.
Tại điểm A [25: 71,8] thì bộ cường hóa bắt đầu làm việc. Khi lực đặt lên vành tay lái lớn hơn 25 (N) đường đặc tính đặc trưng cho hoạt
động của cường hóa ở giai đoạn này cũng là đường bậc nhất nhưng có tốc độ thấp hơn so với đường đặc tính khi chưa có cường hóa (độ dốc này cần thiết phải có để đảm bảo cho người lái có cảm giác sức cản của mặt đường tác dụng lên vành tay lái). Khi mơ men cản quay vịng lớn hơn Mc = 1020 (Nm) thì hệ thống lái làm việc như hệ thống lái cơ khí ban đầu (cường hóa đã làm việc hết khả năng). Cụ thể là người lái muốn quay vịng ơ tơ thì phải tác dụng lên vành tay lái một lực PL > Pc. Đồ thị các đường đặc tính khi chưa cường hóa lái PL = f(Mc) và được lắp bộ cường hóa Pc = f(Mc) được thể hiện ở hình dưới đây.
Ta thấy rằng:
• Đặc tính khi chưa có cường hóa là đường bậc nhất, đoạn OB;
• Đặc tính khi có cường hóa là đường bậc nhất gãy khúc và thấp hơn đường đặc tính khi chưa có cường hóa;
• Đoạn OA: PL = Pc = f(Mc). Lực do người lái hoàn toàn đảm nhận;
• Đoạn AC: Pc = f(Mc). Biểu thị lực mà người lái cảm nhận về chất lượng mặt đường. Điểm C [150;1020], chọn Pc = 150 (N);
Hiệu số các tọa độ của hai đường Pc và PL chính là lực tạo nên bởi bộ cường hóa. Lực này phải phụ thuộc vào áp suất môi trường làm việc và đường kính của xilanh.
Lực cường hóa cực đại quy dẫn về vành tay lái:
PH = PLmax – Pc = 355 – 150 = 205 (N)
Nếu chọn Pc lớn thì quay riêng các bánh xe dẫn hướng tại chỗ sẽ nặng hơn, cịn nếu chọn Pc q nhỏ thì người lái sẽ không đủ cảm giác về chất lượng mặt đường.